광합성 반응중심

광합성 반응중심 (Photosynthetic Reaction Center)은 광합성 과정에서 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 핵심적인 단백질 복합체이다. 엽록체 내 틸라코이드 막에 존재하며, 빛에너지를 흡수하는 안테나 색소 (antenna pigment)로부터 전달받은 에너지를 이용하여 전자를 여기시키고, 이 전자를 전자전달계로 전달함으로써 광화학 반응을 개시한다.

반응중심은 일반적으로 특수한 엽록소 분자 쌍 (special pair)과 주변 단백질로 구성된다. 안테나 색소로부터 전달된 에너지에 의해 특수한 엽록소 쌍이 여기되면, 엽록소 쌍은 전자를 내어놓고 양이온으로 산화된다. 방출된 전자는 주변의 전자 수용체로 전달되어 일련의 산화-환원 반응을 거쳐 최종적으로 NADPH를 생성하는 데 사용되거나, ATP를 생성하는 데 사용된다.

광합성 반응중심은 크게 두 가지 유형으로 나뉜다. 광계 I (Photosystem I, PSI)과 광계 II (Photosystem II, PSII)이다. 광계 II는 물 분해를 통해 전자를 공급받아 산소를 발생시키며, 광계 I은 광계 II로부터 전자를 받아 NADPH를 생성한다. 이 두 광계는 전자전달계를 통해 연결되어 있으며, 협력적인 작용을 통해 광합성의 효율을 극대화한다.

광합성 반응중심의 구조와 기능은 다양한 생물 종에서 약간씩 차이를 보일 수 있지만, 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는 기본적인 원리는 동일하다. 반응중심의 연구는 광합성 기작의 이해뿐만 아니라 인공 광합성 시스템 개발에도 중요한 기여를 하고 있다.